尾核阿片μ受体参与电针及皮层SmⅠ区
对束旁核伤害性反应的抑制^*

吴国冀　陈正秋

　　摘要　为探索尾核（caudate nucleus,Cd）是否参与电针及皮层体感运动Ⅰ区(sensorimotor area Ⅰ of the cerebral cortex,SmⅠ)对束旁核（parafascicular nucleus,Pf）神经元伤害性反应的调节,以及Cd中阿片受体是否参与并通过何种受体参与这一调节,本实验用Cd头部化学毁损及微量注射阿片受体拮抗剂的方法,观察到Cd毁损前电针及兴奋皮层均可抑制Pf的伤害性反应,而毁损后这种抑制效应消失; 注射纳洛酮或阿片μ受体拮抗剂β-FNA后,电针及兴奋皮层SmⅠ区对Pf伤害性反应的抑制作用被取消,而分别注射δ和κ受体拮抗剂ICI174,864和nor-BNI则不产生影响。基于已证明大脑皮层参与电针对Pf伤害性反应的调节,本结果提示: Cd参与针刺镇痛中皮层SmⅠ区对Pf神经元伤害性反应的抑制,Cd中阿片肽主要通过μ受体参与抑制作用。
　　关键词: 尾核; 针刺镇痛; 大脑皮层; 束旁核; 阿片肽
　　学科分类号: R 245

OPIOID μ RECEPTORS IN CAUDATE NUCLEUS
CONTRIBUTE TO ELECTROACUPNCTURE AND SM Ⅰ GENGRATING INHIBITION ON NOCICEPTIVE
RESPONSES OF Pf NEURONS^*

　　ABSTRACT　The present experiments aimed to investigate whether the caudate nucleus (Cd) was involved in cortical sensorimotor area Ⅰ (SmⅠ) generating descending modulation of the parafascicular nucleus (Pf) in acupuncture analgesia (AA),and what type of opiate receptors in Cd were involved.It was found that nociceptive responses of Pf neurons could be ingibited by electroacupuncture (EA) and excitation of Sm Ⅰ before lesion of Cd,but not after lesion .After microinjiction of naloxone β-FNA,the specific antagonist for opioid μreceptors,into Cd,the ingibitory effect of EA or aceivation of Sm Ⅰ on nociceptive responses of the Pf neurons wal abolished,but it was not influenced by microinjection of nor-BNI and ICI174,864,the specific antagonists for opioid κ and δ receptors,respectively.Together with our previous findings that EA could activate cortical neurons to participate in descending modulation of activities of Pf neurons,the present results suggest that Cd is associated with Sm Ⅰ generating descending inhibition on nociceptive responses of Pf neurons in AA,and it is most likely that opiates in Cd may be involved in this inhibition through μ,but not κorδ receptors.
　　Key words:caudate nucleus;acupuncture analgesia;cerebral cortex;parafascicular nucleus;opiate.

　　以往工作表明，　尾核（Cd）参与痛调节与针刺镇痛^［1,2］,Cd头部中的阿片肽在痛调节与针刺镇痛中起着重要作用^［3］。本课题组用电毁损的方法观察到Cd参与针刺镇痛中十字沟前皮层对丘脑中央中核伤害性反应的下行调节^［4］,但不参与皮层体感Ⅱ区对丘脑中央中核伤害性反应的下行调节^［5］。在上述工作基础上,本实验采用化学性毁损的方法,进一步探讨在针刺镇痛中Cd是否参与皮层体感运动Ⅰ区（SmⅠ区）对丘脑束旁核（Pf）神经元伤害性反应的下行调节; 进而采用Cd头部分别微量注射纳洛酮、阿片肽μ受体拮抗剂β-FNA、δ受体拮抗剂ICI174,864和κ受体拮抗剂nor-BNI的方法,探讨Cd中阿片肽是否参与,并通过何种受体参与此下行调节。

　　1　材料和方法

　　1.1　实验方法　　实验用Wistar大鼠,在10%乌拉坦（1 g/kg bw）腹腔注射麻醉下,暴露左侧皮层SmⅠ区、左侧Pf皮层投射区。用玻璃微电极细胞外记录Pf神经元的放电。在双侧Cd头部（前囟前2 mm,矢状缝外侧2.5 mm,深5 mm）埋设套管,双侧内套管经“Y”形塑料管与微量注射机相连。双侧Cd同时注射,调节注射速度为0.5　μl/min ,注射时间为4 min。用一对针形电极刺激大鼠右足背作为伤害性刺激（强度5 mA,波宽0.2 ms,频率100 Hz,持续50 ms）。电针右侧“足三里”、“环跳”穴（强度为空载电压15～18 V,持续3 min,然后上调至18～20 V,持续2 min; 频率为10～100 Hz的疏密波）。
　　整个实验过程中,动物处于浅麻醉状态,肛温维持在36～38℃。实验结束后,玻璃微电极通18～30 μA的阴极直流电30 min,以确定记录电极的位置; 双侧Cd导入滂胺天蓝1 μl,以确定毁损部位。然后取脑进行组织学鉴定。
　　1.2　观察内容　　选用伤害性刺激诱发放电增加30%以上的Pf神经元,观察：正常动物、双侧Cd头部微量注射红藻氨酸(0.3　μg/μl,Sigma公司产品) 2～3 h后,以及分别微量注射NaCl（0.9%）、纳洛酮(Sigma公司产品)、β-FNA(RBI公司产品)、ICI174,864(RBI公司产品)、nor-BNI(RBI公司产品)（均为5　μg/μl）10 min后,电针5 min后或皮层SmⅠ上施加2 mm×3 mm浸有0.5 mol/L谷氨酸（glutamate,Glu）或0.9% NaCl溶液的滤纸10 min后0、2、4、6、8、10、15和20 min各时刻Pf神经元对伤害性刺激的反应。
　　1.3　资料处理　　选用记录完整的资料,用伤害性刺激后放电频数减去伤害性刺激前放电频数作为伤害性反应,伤害性反应变化率=（处理后伤害性反应－处理前伤害性反应）/处理前伤害性反应×100%。然后进行统计学t检验。

　　2　结果

　　2.1　毁损Cd头部前后电针对Pf神经元伤害性反应的影响
　　Pf神经元的伤害性反应在停止电针后8 min内被明显抑制n=9,,与电针前相比具有统计学意义（n=9,P<0.01）,8 min后逐渐恢复,10 min时接近针前水平。Cd头部注入红藻氨酸（0.3　μg/μl）后,电针对Pf神经元伤害性反应的抑制作用被取消(n=11,P>0.05)。停针后8 min内,两者间存在显著性差异(P<0.05),10 min后无统计学差异（图1）。

图1　Cd头部毁损前后电针对Pf神经元伤害性反应的影响
Fig.1　Effects of EA on nociceptive responses of Pf neurons before and
after lesion of the head of Cd
^**P<0.01,compared with the normal,^#P<0.05,^##P<0.01,compared with the EA.
－●－ EA (n=9);－△－ EA+KA (n=11).

　　2.2　Cd头部毁损前后兴奋皮层SmⅠ区对丘脑Pf神经元伤害性反应的影响
　　皮层SmⅠ区施加Glu 10 min后的6 min内Pf神经元的伤害性反应被明显抑制（n=11,P<0.01）,8 min后Pf神经元的伤害性反应逐渐恢复。在皮层SmⅠ区施加NaCl的对照组,Pf神经元的伤害性反应在记录的各时刻均无明显变化（n=11,P>0.05）。Cd头部微量注射红藻氨酸后,皮层施加Glu对Pf神经元伤害性反应的抑制作用被完全消除（n=10,P<0.05）（图2）。

图2　Cd头部毁损前后皮层SmⅠ区局部施加Glu对Pf神经元伤害性反应的影响
Fig.2　Effects of Glu at SmⅠ on nociceptive responses of Pf neurons
before and after lesion of the head of Cd
^**P<0.01,^***P<0.001 compared with the normal;^#P<0.05,^##P<0.01,^###P<0.001 compared with Glu.
－○－NaCl (n=11);－●－Glu (n=11);－△－Glu+KA (n=10).

　　2.3　Cd头部注射纳洛酮后电针与兴奋皮层对Pf神经元伤害性反应的影响
　　双侧Cd头部微量注射纳洛酮后,电针对Pf神经元的伤害性反应无明显影响（n=9,P>0.05）; 与NaCl对照组的抑制作用（n=9,P<0.05）相比,0～6 min具有显著差异（P<0.05）(表1)。Glu兴奋皮层SmⅠ区后Pf神经元的伤害性反应无明显变化（n=9,P>0.05）,与NaCl对照组的抑制作用（n=9,P<0.05）相比,0～8 min时具有显著性差异（P<0.05）（表2）。

表1　尾核头部微量注射不同的阿片受体拮抗剂后电针对Pf伤害性反应的影响
Table 1　Effects of EA on nociceptive responses of Pf neurons after microinjection of different opioid receptor antagonists into Cd

	n	Time (min)
		0	2	4	6	8	10	15	20
EA+NaCl	9	61±19^**	－70±21^*	－75±15^***	－69±15^***	－47±20^*	2±20	17±23	26±18
EA+Naloxone	9	0±12^#	－14±9^#	0±21^#	9±14^##	－2±17	－6±18	0±12	23±16
EA+β-FNA	9	13±19^#	16±18^#	11±15^###	－3±18^#	－24±13	10±14	4±12	6±21
EA+nor-BNI	10	－94±14^***	－81±8^***	－84±6^***	－71±19^**	－53±20^*	－41±14^*	－24±13	－6±5
EA+ICI174864	9	－57±13^***	－77±24^***	－77±18^***	－49±21^*	－26±16	－39±13^**	6±15	9±15

±s(%).^*P<0.05,^**P<0.01,^***P<0.001,compared with the normal.^#P<0.05,^##P<0.01,^###P<0.001,compared with EA+NaCl.

表2　尾核头部微量注射不同的阿片受体拮抗剂后兴奋皮层SmⅠ区对Pf伤害性反应的影响
Table 2　Effects of Glu at SmⅠ on nociceptive responses of Pf neurons after microinjection of different opioid receptor antagonists into Cd

	n	Time (min)
		0	2	4	6	8	10	15	20
Glu+NaCl	9	－82±10^***	－92±10^***	－90±11^***	－62±14^***	－44±8^***	－17±22	3±12	－3±9
Glu+Naloxone	9	－9±13^###	8±23^##	0±21^##	18±24^#	21±22^#	－20±24	－6±17	－13±21
Glu+β-FNA	9	－16±13^##	－6±18^##	19±17^###	－10±9^##	－8±12^#	19±15	13±12	－5±19
Glu+nor-BNI	9	－94±14^***	－95±8^***	－66±7^***	－78±10^***	－54±13^***	－19±13	－27±10^*	16±16
Glu+ICI174864	9	－85±20^***	－95±10^***	－98±15^***	－56±10^***	－24±13	7±18	－16±22	7±14

±s(%).^*P<0.05,^**P<0.01,^***P<0.001,compared with the normal.^#P<0.05,^##P<0.01,^###P<0.001,compared with Glu+NaCl.

　　2.4　注射μ受体拮抗剂β-FNA后电针与兴奋皮层对Pf神经元伤害性反应的影响
　　双侧Cd头部微量注射β-FNA后,Pf神经元的伤害性反应在电针后无明显改变（n=9,P>0.05）,与NaCl对照组相比,0～6 min具有显著差异（P<0.05）（表1）; 兴奋皮层SmⅠ区后Pf神经元的伤害性反应也无明显改变（n=9,P>0.05）,与NaCl对照组相比,两者间在0～8 min具有显著差异（P<0.05）（表2）。
　　2.5　注射κ受体拮抗剂nor-BNI后电针与兴奋皮层对Pf神经元伤害性反应的影响
　　注射nor-BNI后,Pf神经元的伤害性反应在停针后0～10 min被明显抑制（n=10,P<0.05）（表1）。Pf神经元的伤害性反应在兴奋皮层SmⅠ区后0～8 min、15 min时亦被明显抑制（n=9,P<0.05）(表2)。上述两组分别与NaCl对照组相比均无显著差异（P>0.05）。
　　2.6　注射δ受体拮抗剂ICI174,864后电针与兴奋皮层对Pf神经元伤害性反应的影响
　　注射ICI174,864后,Pf神经元的伤害性反应在电针后被明显抑制,停针后0～6 min、10 min时具有显著性差异（n=9,P<0.05）（表1）。兴奋皮层SmⅠ区对Pf神经元的伤害性反应亦有明显抑制作用,0～6 min时其抑制作用具有统计学意义（n=9,P<0.001）（表2）。以上两组分别与NaCl对照组相比亦无显著差异(P>0.05)。

　　3　讨论

　　关于痛调节中Cd在皮层与皮层下核团联系中的作用,张香桐曾提出,大脑皮层对于痛觉的调制有可能通过Cd下达丘脑^［6］。本实验采用谷氨酸局部施于皮层SmⅠ区以兴奋神经元胞体、红藻氨酸微量注射到Cd以毁损神经元胞体的方法,证明了Cd头部不仅参与SmⅠ区对Pf神经元伤害性反应的调节,也参与电针对Pf神经元伤害性反应的调节。
　　本研究组曾以丘脑中央中核、Pf神经元的伤害性反应为指标,观察到电针可以抑制中央中核、Pf神经元的伤害性反应^［7］; 毁损或在皮层体感运动区施加GABA后,电针对Pf神经元伤害性反应的抑制作用被减弱或取消^［8,9］; 电针可以激活大脑皮层神经元^［10］。基于以上实验,我们认为电针引起的镇痛作用,可能是由于电针激活了大脑皮层对丘脑髓板内核群的下行性抑制作用。本实验用兴奋皮层的方法模拟电针的作用,取得了与电针一致的结果,提示电针可兴奋皮层神经元,主要经过Cd抑制Pf的伤害性反应。
　　有报道，黑质内μ受体参与痛调节,而δ与κ受体与此无关^［11］,但Cd内不同的阿片受体（μ、δ、κ）在痛调节及针刺镇痛中的作用尚未见到报道。本实验通过向Cd头部分别微量注射μ、δ、κ受体拮抗剂的方法,观察到μ受体拮抗剂可以阻断电针和兴奋皮层对Pf神经元伤害性反应的抑制作用,而δ与κ受体拮抗剂不能。结合以往工作^［7～10］,本研究提示：尾核中阿片μ受体参与皮层SmⅠ区对束旁核针刺镇痛的下行调节。
　　本实验得出如下结论：Cd头部参与针刺镇痛中皮层SmⅠ区对丘脑Pf神经元伤害性反应的抑制作用,Cd中阿片肽主要通过μ受体参与这一抑制作用。

^*国家自然科学基金资助项目 (No.39670897)

作者单位：中国中医研究院针灸研究所,北京 100700

参考文献

［1］Lineberry CG,Vierck CJ.Attenuation of pain reactivity by caudate nucleus stimulation in monkeys.Brain Res,1975,98: 110～134.
［2］Jiang CC (江澄川),Li SC (李盛昌),Chen GB (陈公白),et al.Roles of nucleus caudatus in acupuncture analgesia in human beings.J Nerv Ment Dis (神经精神疾病杂志),1980,6 (3):135～140 (in Chinese).
［3］He LF,Lu RL,Zhang SY,et al.Possible involvement of opioid peptides of caudate nucleus in acupuncture analgesia.Pain,1985,23: 83～93．
［4］Chen ZQ (陈正秋),Xu W (徐维),Yan YS (阎亚生).Involvement of nucleus caudatus in descending influence of precruciate gyrus on nociceptive responses of the nucleus centrum medianum and in electroacupuncture.Acupunct Res (针刺研究),1988,Supplement 3: 36～41 (in Chinese with English abstract)．
［5］Xu W (徐　维),Lin Y (林　郁),Chen ZQ (陈正秋).Effects of stimulation of SII or electroacupuncture on nociceptive responses of CM neurons of thalamus after lesion of the head of caudatum.Acupunc Res (针刺研究),1985,10 (4): 278～282 (in Chinese with English abstract)．
［6］Zhang XT (张香桐).Neurophysiology basis of acupuncture analgesia.Sci Sin (中国科学),1978,4: 465～475 (in Chinese).
［7］Xu W (徐　维),Lin Y (林　郁),Chen ZQ (陈正秋),et al.Influence of electroacupuncture on nociceptive responses of CM and Pf neurons.Chin Acupunct Moxib (中国针灸),1983,3 (5): 33～37 (in Chinese with English abstract).
［8］Wang KH (王柯慧),Xu W (徐　维),Shi T (施　婷),et al.Descending modulation of analgesic effects of acupuncture in Pf neurons exerted by the SI area and the precruciate cortex in the cat.Acupunct Res (针刺研究),1988,13 (4): 282～287 (in Chinese with English abstract).
［9］Chen ZQ (陈正秋),Shi H (石　宏),Wu GJ (吴国冀),et al.Influence of SmⅠ lesion on acupuncture induced analgesia in thalamic Pf neurons and effects of iontophoretic ACh on their nociceptive responses.Acupunct Res (针刺研究),1995,20 (1) : 15～19 (in Chinese with English abstract).
［10］Xu W (徐　维),Lin Y (林　郁),Zhang YF (张燕丰).Neurons of somatosensory area II of the cerebral cortex can be activated by electroacupuncture.Chin Acupunct Moxib (中国针灸),1986,6 (4): 43～44 (in Chinese with English abstract).
［11］Baumeister AA.The effects of bilateral intranigral microinjection of selective opioid agonists on behavioral re～sponses to noxious thermal stimuli.Brain Res,1991,557: 136～145．

1997-07-12收稿　　1998-03-12修回